鋰渣混配砂礫型水泥混凝土及其制備方法技術

一種鋰渣混配砂礫型水泥混凝土及其制備方法，采用水泥、煅燒后鋰輝石礦浸取殘渣、建筑用砂礫及水作為主要制備原料，再配以混凝土助劑和填料制備得到鋰渣混配砂礫型水泥混凝土，充分回收利用了鋰鹽生產的副產物，避免了環境污染和廢渣的高價值利用，且煅燒后鋰輝石礦浸取殘渣具有火山灰活性，能夠與水泥水化產生的氫氧化鈣反應生成穩定的硅酸鈣水化物凝膠和水化鋁酸鈣，能夠大大提升水泥混凝土的品質，同時減少水泥的用量。

Lithium slag mixed gravel cement concrete and its preparation method

A lithium slag mixed with gravel cement concrete and its preparation method are introduced. Cement, calcined spodumenite leaching residue, gravel for construction and water are used as main raw materials, and then lithium slag mixed with gravel cement concrete is prepared with concrete additives and fillers. By-products of lithium salt production are fully recovered and utilized, environmental pollution and high value utilization of waste slag are avoided. After calcination, the spodumene residue has pozzolanic activity, which can react with calcium hydroxide produced by hydration of cement to form stable calcium silicate hydrate gel and calcium aluminate hydrate, which can greatly enhance the quality of cement concrete and reduce the amount of cement.

【技術實現步驟摘要】
鋰渣混配砂礫型水泥混凝土及其制備方法
本專利技術涉及鋰渣回收領域，特別是涉及一種鋰渣混配砂礫型水泥混凝土及其制備方法。
技術介紹
混凝土是當代最主要的土木工程材料之一，具有抗壓強度高，耐久性好，強度等級范圍寬等特點，使用量越來越大。制備混凝土通常需要采用礦物摻合料，當前使用較多的礦物摻合料主要是粉煤灰、礦粉、硅灰和偏高嶺土等，而上述礦物摻合料的儲量日益緊張。為保證混凝土的可持續發展，尋求新型的礦物摻合料制備優質的綠色高性能混凝土顯得尤為重要。我國是世界上鋰輝石儲量最大的國家，其分布主要集中在西北方的新疆省和西南的四川省，鋰輝石礦石經過1200℃高溫煅燒后，在用硫酸法生產鋰鹽的過程中會產生一種工業副產品廢渣，即為鋰渣。據不完全統計，每生產1噸鋰鹽大約會排除9噸鋰渣，這些鋰渣不僅造成了大量的資源浪費，同時其堆放占用了大量的耕地，更為重要的是其粉體易引起嚴重地環境污染，因此探求鋰渣廢物高附加值利用成為鋰鹽行業可持續發展急需解決的技術問題。鋰渣的化學成分主要是無定型的二氧化硅(占比52-58％左右)和三氧化鋁(占比22-25％左右)及少量鐵組分，具有一定的火山灰活性，其可磨性較好，可根據不同的技術要求粉磨成相應的細粉，可用于制備高性能混凝土。目前，對于鋰渣的處理，行業內主要采取填埋堆存方式進行處理。該處理方式需在項目建設初期即申報項目配套的填埋處理場。填埋場堆存的穩定周期長達60年。會造成長周期的土地資源浪費，且處理成本高，對環境存在二次污染風險。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服現有技術中的不足之處，提供一種能夠對鋰渣進行回收利用，減少水泥用量，提高水泥混凝土品質的鋰渣混配砂礫型水泥混凝土及其制備方法。本專利技術的目的是通過以下技術方案來實現的：一種鋰渣混配砂礫型水泥混凝土，包括如下質量份的各組分：在其中一個實施例中，所述水泥為硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、磷酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥中的至少一種。在其中一個實施例中，所述建筑用砂礫為河砂、礦砂和碎石中的至少一種。在其中一個實施例中，所述混凝土助劑為減水劑、抗凍劑、速凝劑和抗滲劑中的至少一種。在其中一個實施例中，所述填料為偏高嶺土、玻璃微珠和硅藻土中的至少一種。一種鋰渣混配砂礫型水泥混凝土的制備方法，包括以下步驟：對鋰輝石礦進行粉碎操作，得到粒徑為0.1mm～0.2mm的鋰輝石礦粉；在1000℃～1200℃的溫度條件下，對所述鋰輝石礦粉進行煅燒，得到煅燒后鋰輝石礦粉；采用酸液對煅燒后鋰輝石礦粉進行浸取，過濾后，得到煅燒后鋰輝石礦浸取殘渣；對煅燒后鋰輝石礦浸取殘渣進行烘干操作；將所述煅燒后鋰輝石礦浸取殘渣與建筑用砂礫進行混合，得到混配渣礫；將所述混配渣礫、水泥、混凝土助劑、填料和水進行混合，得到鋰渣混配砂礫型水泥混凝土。在其中一個實施例中，所述煅燒后鋰輝石礦浸取殘渣主要包括如下質量份的各組分：52份～58份的二氧化硅、22份～25份的三氧化鋁。在其中一個實施例中，所述將所述煅燒后鋰輝石礦浸取殘渣與建筑用砂礫進行混合的操作中，所述混合操作采用機械攪拌混合操作或機械過篩混合操作。在其中一個實施例中，采用硫酸溶液對煅燒后鋰輝石礦粉進行浸取。在其中一個實施例中，所述對煅燒后鋰輝石礦浸取殘渣進行烘干操作后，所述煅燒后鋰輝石礦浸取殘渣的含水質量百分數為10％～15％。上述鋰渣混配砂礫型水泥混凝土及其制備方法，采用水泥、煅燒后鋰輝石礦浸取殘渣、建筑用砂礫及水作為主要制備原料，再配以混凝土助劑和填料制備得到鋰渣混配砂礫型水泥混凝土，充分回收利用了鋰鹽生產的副產物，避免了環境污染和廢渣的高價值利用，且煅燒后鋰輝石礦浸取殘渣具有火山灰活性，能夠與水泥水化產生的氫氧化鈣反應生成穩定的硅酸鈣水化物凝膠和水化鋁酸鈣，能夠大大提升水泥混凝土的品質，同時減少水泥的用量。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本專利技術的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。圖1為本專利技術一實施例的鋰渣混配砂礫型水泥混凝土的制備方法的步驟流程圖。具體實施方式為了便于理解本專利技術，下面將參照相關附圖對本專利技術進行更全面的描述。附圖中給出了本專利技術的較佳實施方式。但是，本專利技術可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施方式。相反地，提供這些實施方式的目的是使對本專利技術的公開內容理解的更加透徹全面。需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實施方式。除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本專利技術的
的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本專利技術的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在于限制本專利技術。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。一實施方式的鋰渣混配砂礫型水泥混凝土，包括如下質量份的各組分：上述鋰渣混配砂礫型水泥混凝土，采用水泥、煅燒后鋰輝石礦浸取殘渣、建筑用砂礫及水作為主要制備原料，再配以混凝土助劑和填料制備得到，充分利用了鋰鹽生產的副產物，變廢為寶，實現了資源的高價值回收利用，避免了環境污染問題，尤其是制備得到的混凝土具有良好的抗壓強度和耐久性，即抗滲性、抗凍性和抗侵蝕性良好，且徐變度得到顯著降低，水泥用量也大大降低。可以理解，水泥為粉狀水硬性無機膠凝材料，加水攪拌后成為塑性漿體，能在空氣中硬化或者在水中硬化，并能把砂、石等材料牢固地膠結在一起制成水泥混凝土，作為一種重要的膠凝材料，廣泛應用于土木建筑、水利、國防等工程。本專利技術采用水泥作為制備所述鋰渣混配砂礫型水泥混凝土的主要制備原料之一，能夠提高所述鋰渣混配砂礫型水泥混凝土的抗壓強度和耐久性。可以理解，鋰輝石礦經過高溫煅燒后用硫酸法生產鋰鹽過程中，鋰鹽熟料經過浸出、過濾和洗滌后能夠生成煅燒后鋰輝石礦浸取殘渣。所述煅燒后鋰輝石礦浸取殘渣呈粉末狀，顆粒較小，具有較大內比表面積的多孔結構，且化學成分與粘土質相似，主要為氧化硅、氧化鋁、氧化鈣和少量三氧化硫等，其中氧化硅和氧化鋁絕大多數以無定形的二氧化硅存在，因此具有很好的活性，可以用作水泥混合材料和混凝土摻合料。另外，由于鋰輝石礦中鋰的含量很低，在生產鋰鹽的過程中會產生大量的殘渣，如果進行外排堆存處理，會對周邊環境造成嚴重的粉塵污染，或者由于含酸含堿的殘渣水溶液的流失，而影響周邊環境的生態平衡，如此，采用煅燒后鋰輝石礦浸取殘渣作為所述鋰渣混配砂礫型水泥混凝土的制備原料，能夠變廢為寶，有利于實現資源的高價值回收利用。同時，鋰渣來源穩定，組分及粒徑分布比穩定，波動小，利于和砂礫等進行配比及調節，能夠有效保證所述鋰渣混配砂礫型水泥混凝土的質量。需要說明的是，煅燒后鋰輝石礦浸取殘渣中主要為硅酸鹽及鋁酸鹽的灰粉，與水泥的形態一致，能夠與水泥水化產生的氫氧化鈣反應生成穩定的硅酸鈣水化物凝膠和水化鋁酸鈣，如此，能夠減少水泥的用量，并且能夠使本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種鋰渣混配砂礫型水泥混凝土，其特征在于，包括如下質量份的各組分：

【技術特征摘要】
1.一種鋰渣混配砂礫型水泥混凝土，其特征在于，包括如下質量份的各組分：2.根據權利要求1所述的鋰渣混配砂礫型水泥混凝土，其特征在于，所述水泥為硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、磷酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥中的至少一種。3.根據權利要求1所述的鋰渣混配砂礫型水泥混凝土，其特征在于，所述建筑用砂礫為河砂、礦砂和碎石中的至少一種。4.根據權利要求1所述的鋰渣混配砂礫型水泥混凝土，其特征在于，所述混凝土助劑為減水劑、抗凍劑、速凝劑和抗滲劑中的至少一種。5.根據權利要求1所述的鋰渣混配砂礫型水泥混凝土，其特征在于，所述填料為偏高嶺土、玻璃微珠和硅藻土中的至少一種。6.一種鋰渣混配砂礫型水泥混凝土的制備方法，包括以下步驟：對鋰輝石礦進行粉碎操作，得到粒徑為0.1mm～0.2mm的鋰輝石礦粉；在1000℃～1200℃的溫度條件下，對所述鋰輝石礦粉進行煅燒，得到煅燒后鋰輝石礦粉；采用酸液對煅燒后鋰輝石礦粉進行浸取，過濾后，得到煅燒后...

【專利技術屬性】
技術研發人員：肖聰，王曉榮，曾文強，駱錦紅，
申請(專利權)人：湖北上和化學有限公司，
類型：發明
國別省市：湖北,42